interacción virus-huésped

www.madrimasd.org
PROGRAMAS DE ACTIVIDADES
DE I+D DE LA COMUNIDAD
DE MADRID
Biomedicina
y Ciencias
de la Salud
2009
INTERACCIÓN VIRUS-HUÉSPED:
I D E N T I F I C A C I Ó N D E N U E VA S
DIANAS DE ACTUACIÓN
ANTIVIRAL
| RESUMEN|
Los virus son agentes etiológicos de muchas enfermedades que afectan al hombre, a los animales y a las plantas. En muchas de estas enfermedades, como por ejemplo las producidas por los virus de la gripe, del síndrome
respiratorio agudo y severo (SARS), el virus respiratorio
sincitial humano (HRSV) o los retrovirus y herpesvirus humanos, no existe una profilaxis o tratamiento adecuados.
El objetivo general de este Programa Científico es abordar coordinadamente el estudio de las conexiones entre
factores virales y celulares para entender cómo el delicado balance de las interacciones entre los virus y sus
huéspedes da lugar a infecciones inaparentes o a enfermedad. Para ello, los grupos participantes estudiarán
coordinadamente los diversos pasos del ciclo de infección viral, desde el reconocimiento de la célula diana
a la replicación y expresión del genoma viral. Además,
se analizarán las alteraciones en la expresión génica
celular después de la infección y los mecanismos virales de evasión a la respuesta de defensa celular. La complementariedad de las experiencias previas que se reúnen en este Programa, el uso conjunto de equipos e instalaciones y la coordinación de las actividades científicas dará lugar a fuertes sinergias en la investigación
de cada uno de los grupos participantes.
Se espera que el incremento de nuestro conocimiento sobre
el complejo conjunto de interacciones entre factores virales y celulares permita identificar dianas potenciales para
el diseño de antivirales o puntos clave para la generación
de vacunas virales atenuadas en el futuro. Además, el conocimiento obtenido en estos estudios abrirá la puerta al
diseño racional de vectores virales para la expresión génica controlada en el huésped y para inmunoprofilaxis.
Para incrementar las oportunidades de obtener beneficios prácticos en la colaboración que se propone en este
Programa, los estudios de interacción virus-huésped
se llevarán a cabo usando patógenos relevantes para
humanos, animales y plantas.
| SOCIOS|
Coordinador científico
JUAN ORTÍN MONTÓN
(Centro Nacional de Biotecnología (CNB), CSIC)
Técnico de gestión
AURORA CABRERIZO (Centro Nacional de Biotecnología)
VIRHOST
http://www.virhost.es
Socios
Grupo CNB (Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) –
Centro Nacional de Biotecnología (CNB))
Grupo de transcripción y replicación del
RNA del virus de la gripe
Coordinador: JUAN ORTÍN MONTÓN
Grupo CBM (Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) –
Centro de Biología Molecular (CBM))
Departamento de Biología Molecular y
Celular
Coordinador: ANTONIO ALCAMÍ PERTEJO
Grupo ISCIII (Instituto de Salud Carlos
III (ISCIII) - Centro Nacional de
Microbiología)
Departamento de Inmunopatología
Coordinador: JOSÉ ALCAMÍ PERTEJO
Grupo UAM (Universidad Autónoma de
Madrid (UAM), Facultad de Ciencias)
Departamento de Biología Molecular
Coordinador: JOSÉ MARÍA ALMENDRAL
DEL RÍO
Grupo CNB (Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) –
Centro Nacional de Biotecnología (CNB))
Departamento Biología Molecular y Celular
Coordinador: FERNANDO ALMAZÁN
Grupo CNB (Consejo Superior de
Investigaciones
Científicas (CSIC) – Centro Nacional de
Biotecnología (CNB))
Dpto. Genética molecular de plantas
Coordinador: JUAN ANTONIO GARCÍA
Grupo CNB (Consejo Superior de
Investigaciones
Científicas (CSIC) – Centro Nacional de
Biotecnología (CNB))
Dpto. Biología Molecular y Celular
Coordinador: AMELIA NIETO
Grupo ISCIII (Instituto de Salud Carlos III
(ISCIII) - Centro Nacional de Microbiología)
Departamento de Inmunopatología
Coordinador: JOSÉ ANTONIO MELERO
VIRHOST
Interacción virus-huésped: identificación de nuevas dianas de actuación antiviral
| L Í N E A S D E T R A BA J O
D E S TAC A DA S |
1. Dilucidar las interacciones entre el virus y la célula que dan
lugar a la fusión de las membranas viral y celular durante
la entrada de los Pneumovirus en las células infectadas.
a)
Figura 2. Identificación de un enhancer que afecta la expresión del gen N del
coronavirus de la gastroenteritis porcina transmisible (TGEV). La interacción
RNA-RNA a larga distancia entre la secuencia enhancer (ENH) y su complementaria (cENH) crearía una estructura secundaria que actuaría como señal
de parada para el complejo de transcripción durante la síntesis del RNA de polaridad negativa aumentando la síntesis del mRNA del gen N. El enhancer identificado podría aplicarse al diseño de vectores derivados de coronavirus para
incrementar la expresión de genes heterólogos y sería de utilidad en el desarrollo de vacunas y en terapia génica.
2. Establecer los mecanismos de replicación y expresión génica de los RNAs de Orthomyxovirus (virus de la gripe), Pneumovirus, Coronavirus (virus del síndrome respiratorio agudo y severo) y Retrovirus (virus de la inmunodeficiencia
humana).
b)
Figura 3. Modificaciones en el citoesqueleto de linfocitos T inducidas por la
expresión constitutiva de la proteína Tat del VIH-1: Inmunofluorescencia de
células Jurkat (control negativo) y células Jurkat-Tat marcadas con anticuerpo frente a proteínas de la familia ERM (ezrin-radixin-moesin). Las proteínas
ERM proporcionan unión funcional entre las proteínas integrales de membrana y el citoesqueleto en células de mamífero regulando de esta manera la
reorganización del citoesquelo. La expresión constitutiva de la proteína Tat del
HIV-1 en células Jurkat incrementa la polarización basal, que además no es
modificada por la presencia de estímulos quimiotácticos como SDF-1α.
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3. Identificar las alteraciones en los sistemas de expresión
génica celular inducidas por Orthomyxovirus, Potyvirus
(potyvirus de la Sharka), Pneumovirus y Retrovirus.
Figura 1. Reconstrucción tridimensional de una mini ribonucleoproteína recombinante del virus de la gripe. Se muestran distintas vistas de la estructura de
la polimerasa viral unida a un anillo de 9 monómeros de nucleoproteína en
las que se ha localizado la estructura atómica de éstas. Las flechas indican
los puntos de conexión entre los distintos monómeros.
Figura 4. Localización intranuclear de la proteína reguladora Tat del VIH-1 en
células Jurkat que expresan la proteína de manera constitutiva. Las células fijadas y permeabilizadas se marcaron con un anticuerpo monoclonal anti-Tat y a
continuación con un anticuerpo secundario conjugado con FITC. Las células
se visualizaron por microscopía confocal.
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Interacción virus-huésped: identificación de nuevas dianas de actuación antiviral
4. Entender el complejo conjunto de relaciones que se establecen entre los virus y sus huéspedes que llevan a la inducción y el control de la respuesta celular a stress, la reacción hipersensible y la defensa mediada por RNAi en plantas y la respuesta inmune en mamíferos.
SV infection
Figura 5. Análisis por inmunofluorescencia de células Jurkat transfectadas establemente con la proteína Tat del VIH-1 mutada en la C→s22 y marcadas con
un anticuerpo anti-Tat y un secundario marcado con Alexa 488. La mutación
C_G22 inhibe la actividad transcripcional de la proteína pero no su capacidad
de translocación al núcleo. Tinción nuclear con 4',6-diamidino-2-fenilindol
(Dapi).
PKR
2
eIF
P
eIF
Hela P4C5-pcDNA3.1-zeo
a)
Faloidina-FITC
Hela P4C5-Tat101-zeo
Faloidina-FITC
Met
DLP
2A
AUG
40S
b)
αtubulina-FITC
αtubulina-FITC
Figura 6. Análisis por inmunofluorescencia de células HeLa P4C5-pcDNA3.1zeo y HeLa P4C5-Tat101-zeo marcadas con faloidina-FITC (A) o anti-αtubulina-FITC (B) para observar la desorganización del citoesqueleto inducida por
la expresión intracelular constitutiva de la proteína Tat del VIH-1. Tinción nuclear con 4',6-diamidino-2-fenilindol (Dapi).
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a)
b)
Figura 7. Análisis por microscopia electrónica de generación de partículas
del VIH-1 a partir de células Jurkat (A) y Jurkat-Tat101 (B) transfectadas con
pNL4.3.
2
P
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Interacción virus-huésped: identificación de nuevas dianas de actuación antiviral
| P U B L I C AC I O N E S |
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